栈桥设计计算

洞头峡跨海特大桥施工栈桥设计计算

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复核：

总工程师：

二O一二年六月

目录

1工程简介 (12)

2计算依据 (12)

3荷载参数及组合 (13)

3.1基本可变荷载 (13)

3.2其他可变作用 (15)

3.3荷载组合 (17)

4主栈桥结构计算 (17)

4.1桥面板计算 (17)

4.2主梁计算 (23)

4.3桩顶分配梁计算 (29)

4.4桩基础计算 (30)

5支栈桥结构计算 (32)

5.130#-32#墩支栈桥贝雷梁计算 (32)

5.2其余墩支栈桥贝雷梁计算 (36)

5.3钢管桩计算 (40)

1工程简介

本标段为77省道延伸线龙湾至洞头疏港公路工程第7合同段，路线起于本项目主线（K34+271.518），起点桩号LK0+000，以隧道穿过内深门山后，与洞头五岛相连公路相接，建特大桥跨过洞头峡后，终于小朴码头，洞头新城二期海滨路交叉口，终点桩号LK3+720.279，路线长度3.72Km。

洞头峡跨海特大桥全长2630m，主桥采用（70+2×125+70）m连续刚构，引桥为预应力砼连续箱梁，跨径布置为5×30m+（30+50+2×30）m+4×（5×50）m+（70+2×125+70）m+6×50m+2×（5×50）m+5×30m。

水中墩施工需搭设栈桥及作业平台，栈桥分为主栈桥及支栈桥两种形式。为满足通航需求，栈桥在30#、31#墩之间断开分为南、北两座，其中南侧主栈桥长约1170m，北侧主栈桥长约1200m。栈桥桥面宽均为7m，顶面高程为7.0m。

主栈桥断面布置如图1，支栈桥断面布置如图2。

图1主栈桥断面布置图（单位：cm）图2支栈桥断面布置图（单位：cm）

2计算依据

(1）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；

(2）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；

(3）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）；

(4）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）；

(5）《装配式公路钢桥多用途使用手册》（黄绍金等编著）人民交通出版社。

3荷载参数及组合

作用于栈桥的荷载分为恒荷载及可变荷载。恒荷载主要为栈桥结构自重，可变荷载包括基本可变荷载及其他可变荷载，基本可变荷载包括汽车荷载、50t履带吊、80t履带吊、10m3混凝土运输车；其他可变荷载包括风载、水流力。

3.1基本可变荷载

（1）汽车荷载：公路I级，见图3、图4和表1所示。车辆限速20km/h，不计冲击作用。

图3车辆荷载的立面、平面尺寸

图4车辆荷载横向布置

公路I级车辆荷载的主要技术指标表1项目单位技术指标项目单位技术指标车辆重力标准值kN550轮距m 1.8前轴重力标准值kN30前轮着地宽度及长度m0.3×0.2中轴重力标准值kN2×120中、后轮着地宽度及长度m0.6×0.2后轴重力标准值kN2×140车辆外形尺寸(长×宽)m15×2.5轴距m3+1.4+7+1.4

（2）50t履带吊

50t履带吊机自重50t,作为辅助起重设备，限制最大吊重为15t。吊机履带长度4.66m，宽度0.76m，履带中心距3.54m，具体如图5。计算时履带有效作用长度按4.5m，宽度按0.6m计。

图550t履带吊尺寸参数

（3）80t履带吊机：自重按80t考虑,吊机履带长度6.285m，宽度0.85m，工作时履带中心距4.05m，具体如图6。计算时履带有效作用长度按5.4m，宽度按0.76m 计。80t履带吊机作为辅助起重设备，施工时最大吊重为20t。

图680t履带吊尺寸参数

（4）10m3混凝土运输车：10m3混凝土运输车共3轴，其具体尺寸如图7，前轮

着地面积为0.3×0.2m，后轮着地面积为0.6×0.2m。单轮最大设计荷载为4.3t。

图710m3混凝土运输车轴距布置图（单位：mm）

根据本栈桥的使用特点和设计意图及主桥施工需要，按照上述荷载只要保证混

凝土运输车荷载，就能保证公路Ⅰ级车辆荷载包含在本平台上使用的所有汽车荷载。

3.2其他可变作用

（1）行人荷载：2.5kN/m；

（2）风载：栈桥工作状态允许风速为18.5m/s，当风速超过时，禁止在栈桥上作

业。

风载按《公路桥涵设计通用规范》进行计算，013wh d wh

F K K K W A =其中：00.75K =（按施工架设期间取值）；

11K K η=×＝0.45 1.2=0.54（桁架风载系数）

；3 1.4K =（按最不利地形地理条件选取）

；2 1.08K =（按A 类地表，离地面或水面5m 高度计）

；5 1.38K =（按A 类取阵风风速系数）；22d d rV W g

=0.00010.00050.0120170.0120170.01201

Z r e e −−===5.1838.108.1052××==V K K V d =27.6m/s

求得：

8

.926.2701201.022

2××==g rV W d d =0.47kPa 单片贝雷片及桥面板迎风面积：20.40.4 1.7 3.0 2.04wh A A m ==××=；

风载为：

wh d wh A W K K K F 310==0.75×0.54×1.4×0.47×2.04=0.54kN

则12m 跨径栈桥单桩水平风载为：2

54.064××=

F =6.48kN （3）水流力：

流流速取1.5m/s ，水流力为2

2rV R K A g

=,K —水流阻力系数，桩为圆形，取0.8；

r —水容重，取10kN/m ³；

V —水流速度；

g —重力加速度，取9.8m/s ²；

A —单桩入水部分在垂直于水流方向的投影面积；